Лампы дневного света: принцип работы, схемы подключения

Обычные лампы накаливания малоэффективны – они выделяют больше тепла, чем света. Да и срок службы их невелик. Подключение люминесцентных ламп позволяет почти в 3 раза сэкономить на оплате электроэнергии. Плюс подобные источники освещения имеют больший диапазон цветов и менее вредны для глаз. Однако для их монтажа требуется приобретение специальных устройств: дросселей или электронных плат ЭПРА.

Особенности люминесцентных светильников

Читайте также:  Какая должна быть электропроводка в частном доме, укладка своими руками, инструкция для новичков

Устройство люминесцентной лампы

Чтобы понять, каким образом осуществляется подключение люминесцентных ламп, требуется понять принцип их работы. Внешне они выглядят как стеклянные цилиндры, воздух в которых полностью заменен инертным газом, находящимся под небольшим давлением. Здесь же находится небольшое количество паров ртути, способных ускорять ионизацию – движение электронов.

С двух сторон цилиндра расположены электроды. Между ними находится вольфрамовая спираль, покрытая оксидами веществ, способных при пропускании тока и нагреве легко перемещаться на довольно большие расстояния, создавая ультрафиолетовое излучение (УФ).

Читайте также:  [Инструкция] Соединение проводов в распределительной коробке: типы соединений и их применение

Электромагнитный ПРА

Но, так как этот вид излучения невидим, его преобразуют с помощью люминофора (особого состава на основе галофосфата кальция, которым покрыты стенки цилиндра), способного поглощать УФ, взамен выделяя видимые лучи света. Именно от вида люминофора зависит цвет освещения.

После включения устройства и перехода в рабочее состояние сила тока в нем может возрастать за счет падения сопротивления газов. Если не ограничить этот процесс, оно может быстро сгореть.

Для снижения силы тока используют дроссели (ограничители) – винтоспиральные катушки индуктивности, дающие дополнительную нагрузку и способные сдвигать фазу переменного тока и поддерживать желаемую мощность на весь период включения. Ограничительные устройства имеют и иное название: балласты или ПРА (пускорегулирующие аппараты).

Читайте также:  Двухтрубная система отопления частного дома: устройство, типы систем, схемы, компоновка, разводка, монтаж и запуск системы (Фото & Видео) +Отзывы

Электронный пускорегулирующий аппарат

Более совершенными видами балласта являются электронные механизмы (ЭПРА), принцип работы которых будет описан в следующей главе. Для запуска разряда используется пусковое устройство, называемоестартером.

Электромагнитный дроссель или ЭПРА следует подбирать в зависимости от количества ламп и их мощности. Подсоединять предназначенное для двух ламп устройство к одной запрещено. Во избежание выхода прибора из строя подключать ЭПРА без нагрузки, то есть лампы, также не следует.

вернуться к меню ↑

Принцип действия

Читайте также:  Установка газового котла в частном доме: все необходимые требования для быстрого и законного запуска системы отопления (Фото & Видео) +Отзывы

Принцип действия люминесцентных ламп

Опишем кратко схему взаимодействия стартера, балласта и светильника:

вернуться к меню ↑

Основные этапы подключения

Читайте также:  Газовый баллон на даче: для плиты, обогревателя и других нужд: правила пользования (Фото & Видео) +Отзывы

Схема подключения одного источника освещения к одному дросселю

Схема подключения люминесцентной лампы с дросселем довольно проста:

К сожалению, стартер – не слишком надежное устройство. Плюс при работе лампа может мерцать, негативно влияя на зрение. В принципе, возможно и подключение без него. Заменить эту деталь можно подпружинной кнопкой-выключателем.

вернуться к меню ↑

Монтаж двух ламп

Читайте также:  Секреты шумоизоляции стен в квартире: используем современные материалы и технологии (25+ Фото & Видео) +Отзывы

Варианты подключений

Какое бы количество источников света не требовалось включить в осветительную систему, все они подключаются последовательно. Для запуска двух ламп потребуется соответственно два стартера. Их подсоединяют параллельно.

Итак, опишем процесс подключения сразу 2 люминесцентных ламп:

Если вы поняли принцип этой схемы, то легко сможете этим же способом подключить 3 или 4 люминесцентных лампы.

вернуться к меню ↑

Пара ламп и один дроссель

Читайте также:  Обогрев теплицы: виды отопления, пошаговые рекомендации обустройства своими руками (20 Фото & Видео) +Отзывы

Схема с одним дросселем

Стартеров здесь понадобится два, а вот дорогостоящий ПРА вполне можно использовать один. Схема подключения в этом случае будет чуть сложней:

вернуться к меню ↑

Подключение без дросселя

Читайте также:  Инфракрасный потолочный обогреватель с терморегулятором — современные технологии в вашем доме (Цены) +Отзывы

В данном подключении дроссель не используется

Этот способ используется в основном в старых лампах при выходе из строя балласта. Сделать это можно посредством использования постоянного тока, номинал которого выше обычного. То есть напряжение в момент пуска следует повысить. Сила этого напряжения подбирается исходя из характеристик как сети, так и самого источника света.

Для подключения люминесцентной лампы без дросселя требуется подсоединение диодного моста (или пары диодов). Контакты замыкаются с обеих сторон попарно. На одну сторону источника освещения должен приходиться плюс, на другую минус.

Подобную схему можно использовать даже при сгоревшей нити накаливания. Ведь цилиндр с газом при этом способе будет подпитываться за счет постоянного напряжения. Учтите лишь, что данный способ можно использовать на короткий период – со временем труба быстро потемнеет, а затем из-за выгорания люминофора вовсе перестанет излучать свет.

вернуться к меню ↑

Подключение ЭПРА

Читайте также:  Как сделать монтаж водяного теплого пола своими руками: пошагавшая инструкция монтажа на все виды покрытий (20+ Фото & Видео) +Отзывы

Подсоединение ЭПРА (электронного пускового механизма)

Дроссели являются довольно шумными устройствами. Поэтому их последние годы подключают в систему люминесцентного освещения нечасто, заменяя их ЭПРА, цифровыми или аналоговыми.

В стартере подобные устройства уже не нуждаются. По сути, электронные пусковые устройства – это небольшие электронные платы. Они сами способны регулировать уровень напряжения и обеспечивают ровный свет, без мерцания. Плюс они более безопасны и менее пожароопасны в эксплуатации и имеют больший срок службы.

Вариантов реализации ЭПРА может быть немало, но основных способов запуска два:

  • источники предварительно разогревают; это помогает увеличить КПД прибора и снизить его мерцание
  • с использованием колебательного контура; нить накала в этом случае является его частью; при прохождении разряда параметры контура меняются, в результате напряжение падает до требуемого уровня

Избавиться от надоедливого гудения и моргания можно, заменив старый дроссель на современный электронный пускорегулирующий механизм. Для этого следует:

вернуться к меню ↑

Достоинства и недостатки люминесцентных источников света

Читайте также:  Печь на отработке: виды, устройство, чертежи, инструкция по изготовлению своими руками (Фото & Видео) +Отзывы

Использование ламп для тепличного выращивания растений

ПЛЮСЫ:

  • Первым значительным плюсом таких устройств является существенная экономия электроэнергии. Источники света последнего поколения, работающие по этому принципу, тратят ее в 4-5 раз меньше, чем обычные лампы накаливания.
  • Кроме высокой светоотдачи, положительным моментом является длительный срок службы. Он может составлять 12-25 тыс. часов. Подобные устройства часто используют для контрастного освещения помещений большой площади (офисов, торговых центров, школ) или уличного освещения. Используют их на транспорте, в уличных фонарях, туннелях.

МИНУСЫ:

  • Необходимость подключения дополнительных устройств (стартеров и дросселей)
  • Доминирование в спектре желтого света и искажение цветопередачи освещаемых предметов
  • Значительные габариты колбы, из-за чего становится сложно равномерно перераспределить поток света
  • На силу света в таких источниках способна влиять температура окружающей среды
  • Разогрев лампы происходит не сразу; полную яркость она набирает спустя некоторое время, иногда оно может длится 10-15 минут
  • значительная пульсация света, что может сказаться отрицательно на зрении
  • Наличие, пусть в минимальных количествах ртути, опасной для здоровья человека, растений и животных

Последними разработками ученых стали компактные люминесцентные источники освещения, внешне схожие с обычными лампами накаливания. Они снабжены стандартным патроном, и их можно легко вкрутить в любую люстру или торшер. Никакой модернизации при этом не требуется.

Вся пускорегулирующая аппаратура (ПРА) в них расположена в самом патроне или выносится отдельно в небольшие блоки. Подобные устройства часто называют энергосберегающими.

Сравнение параметров разных источников освещения

Но все же последние годы пользователи предпочитают подключать вместо люминесцентных ламп современные светодиодные. Принцип работы этих устройств существенно отличается. Люминесцентные колбы заполняются газом и парами ртути, и световое излучение образуется за счет разогревания вольфрамовой спирали. В светодиодных устройствах излучателем света является группа диодов или единичный светодиод. Именно он преобразует ток в световые лучи при протекании его через полупроводник.

Подобные устройства не только более прочны и менее опасны (повреждение люминесцентных же грозит попаданием в организм человека ртути). КПД светодиодных источников освещения гораздо больше, поэтому они более экономичны. Схема подключения люминесцентной или светодиодной лампы в обеих случаях максимально проста – достаточно лишь вкрутить ее патрон в цоколь.

Подробно о способах подключения люминесцентных ламп смотрите на следующем видео:

7
Total Score

Для нас очень важна обратная связь с нашими читателями. Если Вы не согласны с данными оценками, оставьте свой рейтинг в комментариях с аргументацией Вашего выбора. Благодарим за ваше участие. Ваше мнение будет полезно другим пользователям.

Добавить свой отзыв

Вы здесь Главная » Освещение » Лампы » Принцип работы люминесцентной лампы и устройство прибора

Принцип работы люминесцентной лампы базируется на эффекте классической люминесценции.

Электрическим разрядом в ртутных парах создаётся ультрафиолетовое излучение, преобразуемое посредством люминофора в видимое свечение.

При самостоятельном подключении и ремонте таких осветительных приборов учитываются особенности устройства и принцип их действия.

Устройство люминесцентной лампы

Люминесцентная лампа относится к категории классических разрядных источников освещения низкого давления. Стеклянная колба такой лампы всегда имеет цилиндрическую форму, а наружный диаметр может составлять 1,2см, 1,6см, 2,6см или 3,8см.

Цилиндрический корпус чаще всего прямой или U-изогнутый. К торцевым концам стеклянной колбы герметично припаиваются ножки с электродами, выполненными из вольфрама.

Устройство лампочки

Внешней стороной электроды подпаиваются к цокольным штырям. Из колбы осуществляется тщательное откачивание всей воздушной массы через специальный штенгель, расположенный в одной из ножек с электродами, после чего происходит заполнение свободного пространства инертным газом с ртутными парами.

На некоторые типы электродов в обязательном порядке производится нанесение специальных активирующих веществ, представленных окислами бария, стронцием и кальцием, а также незначительным количеством тория.

Схема

Стандартная схема подключения люминесцентной лампы значительно сложнее, нежели процесс включения традиционной лампы накаливания.

Требуется применять особые пусковые устройства, качественные и мощностные характеристики которых оказывают непосредственное влияние на сроки и удобство эксплуатации осветительного прибора.

Схема подключения люминесцентных ламп без дросселя и стартера

В настоящее время практикуется несколько схем подключения, которые отличаются не только по уровню сложности выполняемых работ, но и набором используемых в схеме устройств:

  • подключение с применением электромагнитного балласта и стартера;
  • подключение с электронным пускорегулирующим аппаратом.

Второй вариант подключения предполагает генерирование высокочастотного тока, а сам непосредственный запуск и процесс работы осветительного прибора запрограммированы электронной схемой.

Схема подключения лампы с дросселем и стартером

Чтобы правильно выполнить подключение осветительного прибора, необходимо знать устройство дросселя и стартера, а также учитывать правила подключения такого оборудования.

Как загорается люминесцентная лампа?

Как работает люминесцентная лампа? Функционирование люминесцентного осветительного прибора обеспечивается следующими поэтапными действиями:

  • на электроды, расположенные на цокольных штырях, подаётся напряжение;
  • высокое сопротивление газовой среды в лампе провоцирует поступление тока через стартер с образованием тлеющего разряда;
  • ток, проходящий через электродные спирали, в достаточной степени прогревает их, а разогретые стартерные биметаллические контакты замыкаются, что прекращает разряд;
  • после остывания стартерных контактов происходит их полное размыкание;
  • самоиндукция вызывает возникновение импульсного напряжения дросселя, достаточного для включения освещения;
  • проходящий через газовую среду ток уменьшается, а полное отключение стартера обуславливается недостаточностью напряжения.

Лампы спецназначения

Основным назначением устанавливаемых конденсаторов является эффективное снижение помех. Входные конденсаторы обеспечивают существенное понижение реактивной нагрузки, что важно при необходимости получить качественное освещение и продлить срок службы прибора.

Блок 1

Для чего нужен дроссель в люминесцентной лампе

Дроссель позволяет обеспечить требуемый для полноценного функционирования лампы электрический импульс. Принцип такого дополнительного устройства основан на сдвиге фазы переменного тока, что способствует получению необходимого количества тока для горения паров, которыми наполнена внутренняя часть лампы.

В зависимости от уровня мощности, рабочие параметры дросселя и сфера его использования могут варьироваться:

  • 9 Вт — для стандартной энергосберегающей лампы;
  • 11 w и 15 w — для миниатюрных или компактных осветительных приборов и энергосберегающих ламп;
  • 18 w — для настольных осветительных приборов;
  • 36 Вт — для люминесцентного светильника с малыми показателями мощности;
  • 58 Вт — для потолочных светильников;
  • 65 Вт — для многоламповых приборов потолочного типа;
  • 80 Вт — для мощных осветительных приборов.

При выборе нужно также ориентироваться на индуктивное сопротивление, регулирующее показатели мощности тока, подающегося на контакты люминесцентного осветительного прибора.

Принцип работы стартера люминесцентной лампы

Конструкция устройства представлена компактной стеклянной колбой, заполненной инертным газом. Колба установлена внутри металлического или пластикового корпуса, с парой электродов, один из которых относится к биметаллическому типу.

Напряжение на зажигание стартера не должно быть выше, чем номинальное напряжение питающей сети. В процессе подключения схемы запуска к питающей электросети, значительная часть напряжения переходит на разомкнутые стартерные электроды. Под воздействием напряжения обеспечивается образование тлеющего разряда, небольшая часть которого используется для разогрева биметаллических электродов.

Схема работы стартера

Результатом нагревания становится изгиб и замыкание электроцепи, с последующим прекращением тлеющего разряда внутри стартера. Проход тока по цепи последовательно соединенных дросселя и катодов вызывает их эффективный прогрев. Временем замкнутого состояния стартерных электродов определяется продолжительность прогрева катодов любой люминесцентной лампы.

Средний срок эксплуатации стартера равен продолжительности работы осветительного прибора, но с течением времени уровень интенсивности напряжения тлеющего внутреннего разряда заметно понижается.

Устройство и принцип работы люминесцентного светильника

Современные люминесцентные светильники относятся к категории наиболее распространенных типов надежных и долговечных осветительных приборов. Если до недавнего времени такие устройства использовались преимущественно в обустройстве освещения административных и офисных зданий, то в последние годы они всё чаще находят применение в жилых помещениях.

Источник света в таких видах светильников представлен люминесцентной или газоразрядной лампой, функционирующей благодаря свойству некоторых газообразных и парообразных веществ достаточно мощно светиться в условиях электрического поля.

Светильник люминесцентный

Люминесцентные лампы, устанавливаемые в малогабаритные и компактные светильники, могут обладать кольцевидной, спиралевидной или любой другой формой, что положительно сказывается на габаритах осветительного прибора.

Выпускаемые лампы принято подразделять на линейные и компактные модели. Первый вариант имеет характерные отличия по длине, а также диаметру колбы. Компактные модели имеют, как правило, изогнутую трубку, а основные различия представлены типом цоколя.

Блок 2

Несмотря на кажущуюся простоту устройства, и несложный принцип работы люминесцентной лампы, чтобы продлить срок службы прибора и получить качественное освещение, важно строго соблюдать схему подключения и использовать комплектующие только от проверенных и хорошо зарекомендовавших себя производителей.

Видео на тему

Люминесцентные осветительные приборы являются уникальным сочетанием эффективности и экономного использования электрической энергии. Потолочные и настенные лампы дневного света применяются для растений, освещения рабочей поверхности и жилых комнат.

Плюсы и минусы

Энергосберегающие газоразрядные люминесцентные лампы – это модели осветительных приборов для создания дневного света в помещениях, где нет солнечных лучей. Если модели накаливания или диодные не используют для горения специальные соединения газов, то люминесцентные излучают свет благодаря реакции смеси газов, которые находятся в колбе с фитилем.

Фото – светильники дневного света

Ранее считалось, что такие лампы приносят вред зрению, и они редко применялись в бытовых условиях. В большинстве случаев, ими оборудовали производственные помещения (для склада, гаража). Но специальные газовые смеси, в которые входит галофосфат кальция позволяют произвести спокойные желтые лучи, которые отлично воспринимаются глазными кристалликами.

Достоинства ламп дневного света:

  1. Флуоресцентные модели могут обеспечить световую отдачу, которая будет гораздо превышать показатель у ламп накаливания;
  2. Несмотря на яркое свечение, они экономят электроэнергию;
  3. Плафоны часто изготавливаются из прочных материалов, которые являются довольно прочными. Они могут не разбиться даже при падении;
  4. Долговечность газоразрядных светильников в разы больше, чем обычных;
  5. В данный момент у этих приборов освещения довольно широкая цветовая температура. Если раньше они выпускались исключительно низкой (свет был яркого белого цвета), то сейчас в продаже можно найти желтые и естественные варианты.

Недостатки:

  1. Утилизация ламп дневного света может выполняться только специалистами, либо если их сдать в определенные учреждения, т. к. в состав газовой смеси входят опасные для организма компоненты (к примеру, газ фосфор или ртутные соединения). В отличие от их аналогов без газа, их нельзя просто выбросить в мусорное ведро, а для демонтажа нужно вызывать специальных рабочих;
  2. Как и некоторые светодиодные светильники, люминесцентная лампа дневного света не включается сразу, она несколько секунд мигает, а после нагрева газоразрядной смеси происходит полное включение;
  3. Можно вставлять только в специальные патроны;
  4. Любая модель немного гудит, а иногда и моргает во время работы;
  5. Не всегда можно осуществить подключение лампы естественного дневного света своими руками, требуется электронная схема. В некоторых случаях нужен довольно серьезный подход, чтобы обеспечить монтаж и работу светильника. В то время как простой экономный светильник можно вкрутить в патрон в течение нескольких минут.

Бывают разные виды осветительных приборов. Их можно классифицировать по мощности, температуре и форме. В частности, сейчас наибольшей популярностью пользуются:

  1. Линейные варианты (вытянутая электрическая модель, подойдет для освещения коридоров или официальных кабинетов);
  2. Кольцевые (их еще называют круглыми). Идеально подходят для освещения жилых помещений и кухни.

Иногда они распределяются по типу установки. Например, могут быть переносные, подвесные и настенные предложения, которые можно закрепить на любой поверхности. Сейчас в особенности популярная аккумуляторная настольная лампа дневного света, которая позволяет в любом углу комнаты обеспечить естественное мягкое свечение.

Фото – использование

Принцип работы

Лампа дневного света работает благодаря наличию дугового разряда между двумя электродами, которые необходимы для её питания. Внутри колба заполнена газовой смесью из инертных компонентов, в том числе, фосфора и ртути. Освещение обеспечивается благодаря тому, что когда электрический ток проходит через газовое пространство, смесь загорается и начинает производить ультрафиолетовое излучение, практически идентичное натуральному.

Как известно, ультрафиолетовое излучение незаметно для человеческого глаза, поэтому необходим специальный компонент, который сможет сделать свет видимым. Для этого используется вещество, которым покрывается корпус изнутри, чаще всего это производные кальция или цинка. Оно поглощает ультрафиолет и производит видимый световой поток. Светильники в зависимости от вида этого вещества, могут излучать разный цвет: теплый или холодный.

Если прибор мерцает при работе, это значит, что есть определенные проблемы с дуговым разрядом. Для контроля горения электродов используется своеобразный держатель или балласт, который контролирует поток направленных частиц. Устройство лампы дневного света таково, что для включения ток должен пройти через катод, нагреть его и далее удерживать температуру контактов на определенном уровне.

Маркировка

Для того чтобы выбрать нужную модель светильника, нужно знать, как расшифровывается маркировка ламп дневного света. Современные промышленные модели обозначаются кодом, который состоит из трех пунктов:

  1. На первом месте расположено определение индекса свечения. В зависимости от того, какой указан показатель, можно определить, как горит лампа. Чем выше цифра – тем более естественный свет получится в итоге;
  2. Следующие числа помогут определить конкретные показатели температуры, в большинстве случаев, также указывается люмены и мощность светильника.

Но отечественные производители посчитали, что такая маркировка будет сложно читаться, и сейчас в продаже есть более простые и понятные модели типа ЛБ. Эти виды не отличаются от импортных за исключением обозначения.

Л – первая буква, означает «люминесцентное свечение»;

Следующие буквы могут быть такими:

  • Б – белый цвет;
  • Х – холодный;
  • Т – теплый. Выходит, лампа ЛБТ – это холодный белый светильник.

Иногда также можно увидеть букву Е (естественный иди дневной). Нужно отметить, что именно с такой цветопередачей производится любая дневная автомобильная фара, но только для авто нужна кругла светодиодная модель. Еще есть типы для особых случаев, скажем, для освещения выставок нужны ЦЦ – особо яркие.

Как подключить лампу

Для того, чтобы подсоединить лампу, необходимо использовать довольно дорогой дроссель, который является слабой частью устройства. Его нити часто перегорают, а поменять их очень сложно. Поэтому сейчас многие электрики используют бездроссельное подключение ламп дневного света, при котором их характеристики не изменяются, но зато продлевается срок эксплуатации. Для его воспроизведения Вам понадобится схема:

Фото – бездроссельное соединение

Также перед тем, как подключить лампу дневного света, нужно купить все нужные радиоэлементы.

Фото – элементы для схемы

Предлагаем ознакомиться со схемами, где для подключения энергосберегающей лампы дневного естественного света не нужен трансформатор и стартер, вместо них потребуется конденсатор. Она тогда включается так:

Фото – подключение без стартера

Нужно быть осторожным, если запуск производится таким образом. Следите за тем, чтобы не потемнели провода контактов, иначе им потребуется замена. Нужно отметить, что у этой схемы есть серьезный недостаток – если зажечь лампу таким образом, то её управление будет невозможным.

Видео: как зажеть лампу дневного света без дросселя

Проверка и ремонт светильников

В случае, если лампа перегорела, её отремонтировать очень сложно, все же это вполне реально. Для начала нужно выяснить, в чем именно неисправность работы. Для того осуществляется проверка дросселя ламп дневного света. Нужно использовать контрольный светильник накаливания. Подключаете два провода от контактов в цоколь проверочной, и включаете конструкцию в сеть. Если пускатель цел, то контрольная модель начинает греть в полную силу, иногда она немного коротит.

При необходимости также можно осуществить ремонт дросселя лампы, но тогда нужно обращать внимание на мощность прибора дневного света, спектр излучения и размеры проводов (их сечения). Если подсоединить несоответствующие части – то она гореть не будет.

При полной неисправности всегда можно купить новые лампы дневного света, тем более их цена часто довольно доступная. Продажа осуществляется в любых магазинах электрической техники и комплектующих. Особой популярностью пользуются китайские Осрам (Osram) и Филипс (Philips), а также отечественные ЭПРА и ОКПД. При покупке всегда обращайте внимание на технические характеристики выбранных моделей, а также их потребление электроэнергии.